用于电机的线圈绕组结构 【技术领域】
本发明涉及用于电机的线圈绕组结构，它允许在电机操作方面的较大范围，同时保持一简单、低成本结构。
背景技术
在电机中具有采用不同的多个绕组或绕组组合且它们与相同诸磁铁协作以用于若干不同目的许多例子。例如，在旋转发电机中，诸线圈绕组的一组可以具有用于对一电池充电的一整流输出，同时另一组可直接用于操作电气设备。这在许多车辆应用中是普遍情况，例如各种两轮或三轮道路车辆。当这样进行时，必须使用某些机构在线圈的诸组与被提供动力的设备之间提供电气连接。
通常围绕一电枢的诸极齿形成诸绕组，电枢与交替极性的并列且相对可动的诸永久磁铁协作。诸极齿从连接环径向延伸，这些磁铁位于与连接环间隔开的极齿的端部处。围绕诸绝缘的绕线筒形成诸绕组，绕线筒又围绕极齿。通常在绕线筒的基部处所支承的分接头上进行端部连接。
如通常那样，如果绕组的各组的诸线圈围绕着周向相邻的诸极齿，从而用于绕组端部的诸分接头可以置于每个组的初始线圈和最终线圈的附近。但是，对于每个组的诸极齿或诸线圈绕组的数量将是变化的，这取决于特定地应用场合。从而对于各应用情况必须制造一特定的绕线筒组件，这样提高了单件价格。
在2003年6月24日提交的、转让给本受让人的美国专利6,583,529示出了另一方案。在那方案中，提供了可以用来改变诸线圈组的多个分接头和特殊连接件。这是解决问题的好方案，但是由于要求许多分接头和特殊连接件，因此仍然有某些成本方面的缺点。
因此本发明的一个主要目的是提供用于旋转电机的一种改进的线圈绕组结构，该结构允许线圈绕组的选择性组合，且用于它们的连接的电气分接头数量最少。
在过去，如以上所指出的，诸线圈绕组的组合是在诸分开的极齿上。这有些限制了选择诸组合方面的灵活性，并且有时可能通过绕组密度的下降而限制了整个电机功率。
因此本发明的另一个主要目的是提供一绕组结构，该结构在绕组选择方面较以前可得到的结构具有较大的灵活性。
【发明内容】
本发明的一第一特征适于体现在用于旋转电机的一线圈绕组结构中，该结构包括带有多个径向延伸的极齿的一环。具有多个单独线圈的一第一线圈绕组围绕一第一数量的、周向间隔开的诸极齿。按照本发明的这特征，一第二线圈绕组围绕一第二数量的、周向间隔开的且包括被所述第一线圈绕组所围绕的至少一些极齿的诸极齿。
本发明的一第二特征适于体现在用于旋转电机的一线圈绕组结构中，该结构包括带有多个径向延伸的极齿的一环。具有各线圈的一第一线圈绕组围绕一第一数量的、周向间隔开的诸极齿。一第二线圈绕组围绕一第二数量的、周向间隔开的诸极齿。按照本发明的这特征，在环部形成四个分接头，所述诸线圈绕组的相应端部电气连接到这些分接头上。这些分接头中的两个设置于两个周向相邻的极齿附近，这两个极齿各被两线圈绕组的一相应绕组所围绕。这两个分接头电气连接于相邻极齿的线圈绕组的一相应端部。其余两个分接头设置于被诸线圈绕组的至少一个所围绕的一极齿的附近。这些其余两个分接头的每一个电气连接于诸线圈绕组的一相应的线圈绕组的另一端部。
附图简述
图1是按照本发明的一实施例所构造的一旋转电机的一电枢的侧视图。
图2是沿图1中的线2-2方向观察的放大展开图。
图3是沿图2的线3-3截取的横剖视图。
【具体实施方式】
现在详细地参阅诸附图，仅部分地示出了一旋转电机、并总地用标号11表示。所示的特定机器可以包括由一内燃机(未示出)的轴驱动的一发电机，该发电机对例如一小型两轮或三轮车辆提供动力。当然熟悉本领域的那些技术人员将易于理解，本发明并不局限于这些应用或机器。
由于本发明涉及电机11的电枢的线圈绕组，所以仅示出了这部分和总地用标号12表示。在所示出的实施例中，该电枢适当地固定不转动并和一转子(未示出)协作，该转子被轴颈支承，用于围绕13处的一轴线旋转。
电枢12包括总地在14处标示的一芯子，该芯子14有一环形部分15，多个极齿16从环形部分15径向向外延伸。在所示的例子中，有十二(12)个极齿16。环形部分15有一中心孔17，驱动上述转子的发动机轴(未示出)以本领域已知的方式穿过该中心孔。虽然没有如此示出，但是电枢芯子14较佳地由多片层叠的铁磁片形成。
诸极齿16的诸末端与多个交替极性的周向间隔开的永久磁铁(未示出)成面对的关系。如本领域已知的那样，这些磁铁附于上述转子的一圆筒形部分的内表面。转子以图1和2中的箭头r所指示的方向旋转。
以对电枢14成部分包围关系设置总地由标号18所表示的一绝缘绕线筒组件。这绕线筒18包括一环形部分19，环形部分19覆盖邻近诸极齿16的芯子环形部分15的一部分。极齿围绕部分21从这部分19延伸在极齿16周围。为了易于制造和组装，绕线筒组件18由分开的、配合的两个半部制成。一放大的凸部22轴向地和周向地从极齿围绕部分21延伸。如至此所述的结构可以是任何传统或任何所类需型的。
为了便于理解本发明，用一标号总地表示各极齿16、围绕绕线筒部分21和相应的绕组结构(以下将叙述)。在所示的实施例中，这些极齿组件被分成为两组，其中一组总地由标号23表示，另一组由标号24表示。虽然叙述和示出了两组，熟悉本领域的那些技术人员将会理解，如果要求有更多数量的电气组，可以提供更多数目的组。
在作为一例子的实施例中，组23包括七(7)套极齿16、绕线筒部分21和绕组(将叙述)，同时组24包括五(5)套极齿16、绕线筒部分21和绕组(将叙述)。同样在这实施例中，各组的组件23和24是周向相互邻的。再次对于熟悉本领域的那些技术人员明显的是，也可能有其它结构，但是使用邻的齿简化了绕组，如将变得明显的那样。
在各组中的诸齿由沿转动方向“r”顺序编号的下标表示，如23(1)、23(2)……23(n)和24(1)、24(2)……24(n)。由一导线股形成的一第一线圈绕组组25在极齿组件23(1)处开始卷绕，并以相反的方向围绕随后的极齿23卷绕，直至极齿23(7)。围绕这些极齿23(1)至23(7)的卷绕充分地填满诸绕线筒凸部22的下表面26周围的整个空间，以保证最大利用可用的空间。如不久将变得明显的那样，导线股25的卷绕并不终止在齿23(7)处。
由一导线股形成的一第二线圈绕组组27在极齿组件24(1)处开始卷绕，并以相反的方向围绕随后的极齿24卷绕，直至齿24(5)。不像绕组25，围绕齿24(1)至24(4)的绕组27不充分填满诸绕线筒凸部22的下表面26周围的整个空间。其原因不久将变得明了。在示出的实施例中，仅最后的齿24(5)仅由卷组27完全卷绕，但是熟悉本领域的那些技术人员将易于理解完全地被卷绕的齿24的数目可以随需要改变。
如虚线部分25e所示，绕组25延伸和覆盖齿24(1)至24(4)上的绕组27，以完全地填满绕线筒表面26之下的空间。还应该注意的是这些延伸的绕组部分25e是沿着与在同一极齿24上的绕组27相同的方向的。
现在将叙述将诸绕组端部连接到外部负荷的方式。本发明的端部连接如何减少了所需的分接头的数量，而不降低改变每组的绕组数之间的比值的有效性，将从本文的叙述中变得明了。
在绕线筒部分19上设置一对第一端部分接头28和29。这些分接头的第一个28位于极齿组24的最后线圈绕组27卷绕在其上的极齿(极齿24(5))附近。如在图2和3中所见到那样，这绕组的端部被捕获以用于外部连接(未示出)。这对分接头的另一分接头29位于极齿组23的第一线圈绕组25卷绕在其上的极齿(极齿23(1))附近。如在图2和3中所见到那样，这绕组的端部也被捕获以用于外部连接(未示出)。这些外部连接分别用剪头31和32示意地表示。
在极齿24(1)附近的绕线筒部分19中提供一公共连接结构，该公共连接结构中设置一第二对分接头33和34，极齿24(1)是绕组25和27都卷绕在其上的、沿旋转方向的第一极齿。从而分接头33接纳绕组27的端部，完成关于这绕组27的外部连接。
另一方面，在极齿24(4)上的延伸部分25e的端部绕组从其周向间隔开。因此为了简化分接头位置，对延伸部分25e设置一返回部分25r，该返回部分向后布置、用于连接分接头34，以完成绕组25的回路。分别用箭头35和36示意地表示这些分接头33和34接纳外部连接。
现在将参照图2和3叙述关于导线端部的诸分接头。在绕线筒部分19的一凸缘37中的由一槽口(由各自分接头标号标示出)形成各个分接头28、29、33和34。分接头槽口28和29各自形成在它们自己的凸缘上，同时分接头槽口34和35以相互间隔开的关系形成在同一绕线筒凸缘中。夹型保持件38将绕组端部以及外部载荷的连接导线保持在相应的槽口中。在极23(1)至23(7)和24(1)至24(4)上的诸绕组25和分接头28和33的情况下，这可以是通过图1中所示的连接31和35的发动机和相关车辆的电负荷。极齿24(1)至24(5)上的绕组27的诸端部在分接头29和34中可以通过连接32和36连接到一整流电流(未示出)，用于对车辆也充电。
这样从上述内容中，很明显的是所述结构允许在选择线圈分组方面的一广泛范围，而不改变电枢的基本结构，也不要求更换导线分接头或者提供大量这样的分接头。当然熟悉本领域的那些技术人员将易于理解，上述内容是说明较佳实施例的，在不脱离由所附权利要求书所规定的本发明的原理和范围的前题下可以做出许多变化和修改。